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【药物分析】体外溶出实验在仿制药一致性评价中的应用
发表于:2020-05-08 浏览:510

  摘 要

  本文通过研究我国仿制药一致性评价的背景、国家政策、实施进程等内容,指出此项工作的意义及研究的核心,参考其他国家一致性评价的现状,重点介绍了体外溶出实验在仿制药一致性评价中应用的重要性、体外溶出一致与体内生物等效的关系,进而说明了溶出方法的建立、验证过程中的要点内容,结合作者在实际工作中的认识和遇到的问题,为仿制药一致性评价工作的实施提供思路、方法。

  相比原研药,仿制药具备研发投入少、上市周期短、药品价格低等特点。

  我国是仿制药大国,但早期批准上市的仿制药并没有强制要求与原研药进行一致性评价,随着行业的迅猛发展,仿制药与原研药在质量和疗效上均显现出差异,企业不同批次产品之间存在疗效差异,甚至出现同一药物国产与进口的治疗效果相差巨大的问题,如二甲双胍仿制品与原研药相差较多。

  如何根本性地提升我国仿制药的质量,如何有效地实现仿制药对原研药的临床替代,是我国仿制药一致性评价工作的重中之重。

  体外溶出行为比对能客观反映仿制药与参比制剂的特点、区分不同制剂工艺及原辅料差异,在仿制药一致性评价中是不可或缺的重要内容。


  1、一致性评价工作的核心

  2015 年8 月18 日国务院发布的《关于改革药品医疗器械审评审批制度的意见》[ 国发[2015]44号] 将仿制药由“仿已有国家标准的药品”调整为“仿与原研药品质量和疗效一致的药品”。

  原研药在上市过程中,进行了充分的确证性临床研究,其安全性和有效性得到了证实,即使原研药由于开发年代已久,而在开发过程中存在这样或那样的不足,但在上市后产品的生产过程中,无论是原研药的工艺改进、产地变更、规模改变,还是仿制药的开发,均需要和原研药在临床研究中保持药学等效和生物等效。

  仿制药只有满足与原研药药学等效和生物等效,才能证明其安全性和有效性,才能实现在临床应用上的“替代”。因此,如何保证仿制药与原研药药学等效和生物等效是一致性评价工作的核心内容。

  1.1 药学等效药

  药效学等效主要为相同的晶型、处方组成、活性成分、有关物质种类、剂型、规格、给药途径、临床适应证、符合同样或可比较的质量标准等。药品物质基础的一致性是仿制药与原研药一致的基础。

  1.2 生物等效

  生物等效主要为在相同的实验条件下,受试者单次或多次服用相同剂量的受试制剂和参比制剂后,受试制剂中药物被人体吸收的速度和吸收程度与参比制剂的差异在规定范围内。

  通常情况下,同一个化合物在生物体内的分布、代谢、排泄过程是相同的,是由其结构本身决定的;而药品在体内的崩解释放则会因制剂种类不同,如片剂或胶囊,或制剂虽然相同但生产工艺不同而有所差别。

  同种给药途径的2 种制剂,即使生物等效,也不是药学等效,而是药学可替代物。

  另外,如果仿制药的色泽、形状、口感、味觉等与参比制剂存在差别,也可能导致临床上吞咽困难或依从性不佳,造成安全性或有效性问题。


  2、各国一致性评价情况

  国际上很多先进国家和地区对仿制药的审评重点是仿制药在疗效上必须与原研药一致,但具体要求和做法有些不同。

  2.1 美国

  美国FDA 于1989 年完成了对2 500 多种仿制药的药品统计,同时发布“美国橙皮书”,收录了具有与原研药体内生物等效的仿制药。

  其试验方案通常使用青壮年的健康人群,研究顺序为:药代动力学研究、药效学研究、临床研究和体外研究。

  其结论成立隐含2 个前提:① BE 是药品安全性和有效性的一个良好的替代指标;②在健康人群中取得的BE 研究数据对患者是等同的。部分学者认为其结论具有局限性,因为药物代谢受人体基因多态性影响,其研究数据的范围并不能完全覆盖不同种族、老弱及某些特异性患者的生理状态。

  2.2 日本

  日本于1998 年进行“药品品质再评价”工程,并发布“日本橙皮书”(《医疗用药品品质情报集( 暨日本药典第三部)》),收录具有与原研药体外溶出行为一致的仿制药。

  通过完成仿制药与原研药涵盖人体消化道pH 值全范围(pH1.2~6.8) 的多条特征溶出曲线对比,并尽可能一致,以保证口服固体制剂对于不同患者均具有较高的生物利用度。还记载了溶出度试验法、质量标准、再评价进展情况等信息,尤其是给出了参比制剂在各生理pH 值的多条溶出曲线,这对于未来的品质监管和预测药物在体内吸收等诸多方面均提供了强有力的技术支持。

  2.3 中国

  2012年1 月, 国务院发布《国家药品安全“十二五”规划》[ 国发(2012)5 号],要求企业进行一致性评价工作,但是由于缺少相关政策条文作支撑,此项工作并没有得到充分执行;

  2016 年3 月,国务院发布《关于开展仿制药质量和疗效一致性评价的意见》,明确要求对“化学药品新注册分类实施前批准上市”的“未按照与原研药品质量和疗效一致性原则审批”的仿制药进行质量和疗效一致性评价,并规定“国家基本药物目录(2012年版)中2007 年10 月1 日前批准上市的化学药品仿制药口服固体制剂,应在2018 年底前完成一致性评价。

  2016 年原CFDA 出台了《关于发布仿制药质量和疗效一致性评价工作程序的公告》、《关于发布仿制药质量和疗效一致性评价参比制剂备案与推荐程序的公告》、《289 品种目录》、《关于发布化学药品仿制药口服固体制剂质量和疗效一致性评价申报资料要求( 试行)》等一系列指导原则,意味着此项工作进入实质推行阶段。

  大部分企业均甄选出仿制药一致性评价的品种,参照美国橙皮书、日本橙皮书、欧洲药典等指导文献确定了实施方案。


  3、体外溶出一致与体内生物等效的关系

  体外溶出度试验、体内BE 试验以及临床有效性试验,是仿制药一致性评价工作的3 项重要内容。

  以往,企业在药品研究过程中,较注重建立质量标准,比如检查活性成分的含量、控制有关物质限度、杂质谱分析、残留溶剂限度等药学参数,即保证仿制制剂的药学等效性,但对生物等效的考察指标不够明确。

  临床有效性试验需要较大的样本量和较多的人力财力才能做出研究结论,没有参比制剂的药品,不具备体外溶出度和体内BE 试验条件的,需要进行此项试验。

  体内BE 研究较体外研究耗时、耗力,且有伦理学问题。因此,许多研发工作者一直在寻找一种可以替代体内BE 试验的简单的体外检测方法,通过体外模拟体内释放,比较仿制药和原研药的体外释放特征。

  体外溶出度作为口服固体制剂的关键质量属性,是最为核心的评价指标,尤其是对仿制药与原研药多条溶出曲线相似性的评价,更能够科学合理地反映口服固体制剂的体外溶出行为,对判断其体内生物利用度和BE 具有一定的意义。

  仿制药与原研药体外溶出一致能够大大提升药品一致性评价的成功率,并为质量一致性提供保障。

  尽管仿制药与原研药溶出行为相似并不意味着临床疗效绝对一致,但是若体外溶出行为不同则疗效大部分不一致。

  对于体内不一致、BE 试验失败的产品,一定可以从体外某个溶出条件下找出仿制药与原研药的显著差异,通过体外多条溶出曲线测定,原研药内在品质便可清晰地表达出来,为仿制药工艺研究提供参考,且该表达又可在批产品间得以重现。

  体外溶出行为的比较已成为仿制药开发和上市后再评价工作中越来越重要的一个关键质量指标。

  当建立了体内体外相关性时,一些生物药剂学分类系统(BCS) Ⅰ和Ⅲ类的药物,其溶出度评价的方法可以反映药物制剂在体内的吸收情况。根据国家发布的指导原则,符合豁免BE 试验原则的品种,可以只采用体外溶出试验进行评价。

  3.1 溶出度在一致性评价豁免品种中的应用

  2018 年5 月,国家药品监督管理局发布了289基药目录中可豁免或简化人体BE 试验的品种目录。

  BE 试验豁免原则是在药物的BCS 分类理论基础上提出来的,其中BCS Ⅰ类为高溶解性、高渗透性,Ⅱ为低溶解性、高渗透性,Ⅲ类为高溶解性、低渗透性,Ⅳ为低溶解性、低渗透性。

  对于营养补充剂,如钙片、叶酸片、维生素类等,其吸收受体内储备含量调节,难以通过测定血液中某种元素的含量来判断制剂的吸收情况,可综合考虑处方组成、体外溶出曲线等药学质量对比研究结果,豁免人体BE。

  对于BCS Ⅰ类药物,药企需要证明其具有“高溶解性、高渗透性”,提供其快速溶出数据( 至少3种标准溶出介质中,30min 内溶出量≥ 85%) 以及参比制剂相似性的数据;

  对于BCSⅢ类药物,药企需要证明其“高溶解性”,提供其快速溶出和相似性的数据,还需考察辅料及处方变更的影响。但值得注意的是,对于治疗窗窄的以及口腔吸收制剂不适用申请豁免。

  另外,有些药物,如异烟肼片,经过长期的临床有效性验证,可以通过体外溶出曲线的方法来评价与参比制剂的一致性。


  4、体外溶出研究内容

  固体制剂口服给药后,药物的体内溶出和溶解是影响吸收的重要因素。体外溶出试验是通过将药物置于模拟人体环境的各种条件下,对制剂处方中药物的主成分(API) 进行溶出或释放情况的考察,并以此为依据进行药物制剂的研发,评价制剂批内、批间和药品处方工艺变更前后的质量一致性。

  体外溶出度试验主要包括参比制剂评价、溶出度一致与溶出曲线相似性评价等内容。

  4.1 参比制剂的选择

  参比制剂是用于仿制药治疗和疗效一致性评价的对照药品,通常为原研药或者国际公认的同种药物。原CFDA 的《普通口服固体制剂参比制剂选择和确定指导原则》明确了参比制剂的遴选要求,以确保对照药的品质,其中,国内上市的原研药为首选参比制剂。

  4.2 溶出度与溶出曲线

  溶出度是药物在溶出介质中达到某个时间点时释放的量,主要考察药物在规定时间点的释放度能否达到标准规定的限度;溶出曲线是连续测定药物在一系列时间点( 如5、10、15、20、30、45、60、75、90、120min) 的释放度,当药物释放85%以上或达到释放平台时,根据时间- 溶出度绘制一条平滑的曲线,表达的是药物随时间而释放的行为过程。

  4.3 溶出曲线相似性

  溶出曲线相似性的比较方法包括模型依赖法和非模型依赖法,模型依赖法主要为Weibull 分布(Weibull'sdistribution)、Higuchi模型(Higuchimodel) ;非模型依赖法主要为单变量方差分析(one-way ANOVA)、相似因子法( similarityfactormethod)、Chowand Ki's 法(Chow and Ki'smethod)、AV 法(AVmethod) 等。其中相似因子ƒ2为各国公认的最常见的溶出度评价方法。

  ƒ2 因子是评价2 条相同溶出条件下受试样品的平均溶出量与参比样品的平均溶出量曲线相似程度的参考值,通常为12 片( 粒) 的均值,计算公式见式1。一般ƒ2>50 即认为自研药和参比制剂的溶出行为相似。另有规定,如果药物15 min 内溶出达到85%以上,可以认为受试样品和参比制剂的溶出行为相似,无须通过ƒ2 相似因子对数据进行分析判定。


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  式中,n 为取样时间点( n ≥ 3),Rt 为某取样点参比制剂溶出百分数;Tt 为某取样点受试制剂溶出百分数。

  以某仿制药为例,不同工艺的制剂与原研制剂在不同介质条件的曲线(n=12) 对比,如图1 所示。


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  图1 不同工艺的某制剂与参比制剂的溶出曲线相似性比对(n=12)

  由图1 可直观看出,在水介质中,4 种制剂工艺的溶出曲线均与参比制剂相似性较好,ƒ2依次为68.8、65.4、53.5、50.2 ;

  在pH 1.0 盐酸介质中,除工艺D 以外,其他工艺的溶出度均大于85%,但曲线趋势略有不同:工艺A 与参比制剂趋势一致;B 前期释放较快,15min 以后下降明显;C 前期释放较慢,15min也达到标准;

  在pH 6.8 磷酸介质中C、D 两工艺与参比制剂相似性较差,ƒ2 依次为66.3、69.9、40.4、44.3 ;

  在pH 4.5 乙酸介质中,只有工艺A 与参比制剂相似性较好,ƒ2依次为76.2、48.0、41.5、42.5。

  故选择工艺A 进行工艺放大及临床预实验( 预BE) 研究。

  但应该注意的是,溶出曲线的ƒ2 不能作为判断自研工艺与参比制剂一致的唯一标准,应根据溶出曲线行为趋势的情况综合分析。有些情况即使ƒ2大于50%,也不能判定相似。如图2 所示,自研工艺与原研制剂有明显的差异。

  图2 某制剂与参比制剂的溶出曲线相似性比对(n=12)


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  5、体外溶出方法的建立

  对于仿制药研发企业,在不完全确定原研药的处方、工艺步骤、设备信息的情况下,要做出与原研药药学等效和生物等效的仿制制剂,溶出度及溶出曲线是很重要的参考指标,因此,要建立能客观反映原研药内在品质和区分不同质量制剂的溶出试验方法。

  5.1 溶出方法的选择

  各国药典均收载了溶出度试验的操作方法、装置、条件和评价等内容,我国药典中有关溶出度试验的技术要求及总局发布的《普通口服固体制剂溶出度试验技术指导原则》对开展仿制药一致性评价都有重要的指导意义。

  仿制药溶出方法的建立应首先查阅原研药的国外质量标准、进口药品质量标准、国内外药典等,如果是药典收载的,应选择原研药已有的、通用的溶出方法,否则应根据原料药的理化特性进行试验参数筛选。

  5.1.1 关键试验参数与装置

  主要包括溶出介质的种类及脱气程度、滤膜材料的吸附性、转速的选择、溶出度及曲线取样时间点的确定等。

  溶出介质的选择应考察原料药在不同介质( 通常为pH1.0~6.8) 中的溶解度,根据pH 值-溶解度曲线及原料药的溶液稳定性确定溶出介质。

  转速应根据制剂溶出行为进行选择,普通制剂一般选择50~100 r/min,有充分数据支持的情况下也可选择其他转速,但是通常小于25 r/min 和超出150 r/min 会导致动力学行为不一致,不建议选择。

  溶出曲线应采集足够的样本量,随着试验进行,释放快速增加时,取样时间间隔应适当密集,当药物释放85%以上,达到释放平台( 相邻2 个取样时间点的释放度相差5%以内) 时,即可确定为溶出度取样时间,得到溶出曲线。

  溶出液取样后应采用0.45 μm 的滤膜过滤后再进行检测,由于滤膜可能对样品有一定的吸附量,需弃除初滤液,故应考察多个取样时间弃除不同体积初滤液对试验结果的影响,从而确定滤膜的饱和吸附量。溶出仪的试验装置也是影响试验的重要因素,国内药典收录的溶出度测定方法主要为篮法、桨法和小杯法,试验过程中应根据原辅料的性质进行选择( 表1)。


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  5.1.2 溶出方法的区分力

  仿制药在研发过程中要经历实验室、小试、中试到生产这一逐渐放大的过程,有区分力的溶出方法需要通过实验监测质量变化,区分工艺参数变化,反映批次间差异。

  5.2 溶出方法学验证

  溶出方法验证要求与含量方法验证相似,主要包括专属性、线性、回收率、精密度( 重复性与中间精密度)、稳定性、耐用性等内容,各项验证可接受标准见表2。


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  6、结语

  仿制药一致性评价可以调整制药产业品种结构,促进药品出口,提升国际竞争力,实现药品质量和价格的联动改革,促进医疗和医保的可持续发展。但仿制药不是原研药的简单重复,必须建立长效的评价机制来控制仿制药的质量与疗效。

  在总局要求的289 种一致性评价品种中,有90%以上为口服固体制剂和胶囊剂,使用溶出试验方法的有223 种。由此可见,构建完善、可靠、有区分力的体外溶出方法,不论对提高一致性评价品种的通过率,还是对企业控制仿制药的质量,均意义重大。

  值得注意的是,仿制药体外溶出方法的建立应对原辅料性质及制剂工艺特点进行系统细致的考察,即使是已有标准的品种,也不能生搬硬套,避免放大生产时出现验证批不一致的情况。另外,体外溶出曲线耗时较长,应根据指导原则和制剂特点合理安排实验内容,对于已知稳定性良好的品种,溶出度合格的情况下,可根据情况,对区分力最明显的介质进行考察即可,对于快速溶出的介质,其结果并不能对制剂变化提供指导。

  文章作者:程晓昆,仇俊新,王娅莉,马苗锐,刘 月,王会娟。华北制药集团新药研究开发有限责任公司,微生物药物国家工程研究中心,河北省工业微生物代谢工程技术研究中心,华北制药股份有限公司北元分厂


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